آموزش جامع نرم‌افزار اوپن‌سیم (OpenSim)

نرم‌افزار اوپن‌سیم (اپن‌سیم، OpenSim)

اوپن‌سیم (یا اپن‌سیم) یه نرم‌افزار اوپن‌سورس در حوزه‌ی مهندسی پزشکی محسوب میشه (در واقع کدهای اون به صورت آزاد در اختیار همه قرار گرفته تا بتونن بیشتر توسعه‌اش بدن) و کارکردهای فوق‌العاده‌ای در زمینه‌ی بررسی حرکات بدن، چه در مطالعه‌ی حرکات انسان و چه ربات‌های انسان‌نما داره. کاربردهای اوپن‌سیم از بررسی دینامیک راه رفتن، مطالعه‌ی حرکات ورزشی، شبیه‌سازی عمل‌های جراحی و بررسی و تحلیل بارگذاری‌ها در مفاصل تا طراحی وسایل پزشکی و توانبخشی و حتی انیمیشن‌سازی حرکات گسترده شده و روز‌به‌روز هم بر استفاده‌هاش افزوده میشه.

این آموزش، مجموعه‌ای از دو آموزش مقدماتی و پیشرفته از اوپن‌سیم هست که این دو رو در کنار هم فراهم کرده. مدرس این دوره، زهرا، سابقه‌ی طولانی در ارائه‌ی آموزش‌های اوپن‌سیم داره و یه مجموعه‌ی مدون و گام‌به‌گام رو برامون آماده کرده که می‌تونی خیلی خوب، از مقدماتی‌ترین مباحث این نرم‌افزار تا مباحث پیشرفته رو فرا بگیری و برای اهداف خودت توسعه بدی. پس اگر قصد یادگیری درست نرم‌افزار اوپن‌سیم رو داری، این آموزش مفصل و روان یه مسیر عالی پیش روت قرار میده.

بخش اول: آموزش مقدماتی اوپن‌سیم (اپن‌سیم)

بخش مقدماتی آموزش اوپن‌سیم از مباحث ابتدایی مربوط به این نرم‌افزار، یعنی اینکه این نرم‌افزار رو از کجا و چطور دریافت و نصب کنی شروع میشه و در جلسات مختلف خودش به اینکه چطور با اوپن‌سیم، سینماتیک حرکتی مدل‌هات رو به خروجی‌های سینماتیک معکوس (یعنی زاویه‌ها و موقعیت‌ها) تبدیل کنی و دینامیک مفاصل مدل‌هات رو به خروجی‌های دینامیک معکوس (یعنی نیروها و گشتاورها) می‌پردازه تا بتونی شبیه‌سازی‌های دینامیکی رو در این نرم‌افزار فرا بگیری. اگر بخوایم در مورد محتوای جلسات مختلف این بخش، دقیق‌تر صحبت کنیم، میشه این مباحث رو اشاره کرد:

• نحوه‌ی دریافت، نصب و آشنایی با نرم افزار OpenSim، آشنایی با منوها، پنجره‌ها و نوار ابزار
• شبیه‌سازی اسکلتی-عضلانی اندام تحتانی، آموزش رسم منحنی، و مطالعه‌ی ناهنجاری حرکتی Crouch Gait
• جراحی پیوند تاندون و تحلیل آن
• مقیاس‌بندی، سینماتیک معکوس، دینامیک معکوس

بخش دوم: آموزش پیشرفته‌ی اوپن‌سیم (اپن‌سیم)

بخش پیشرفته‌ی آموزش اوپن‌سیم کمک می‌کنه بتونی کارهای پیشرفته‌تری در نرم‌افزار انجام بدی و مدل‌های بهتری آماده کنی. توی این بخش، مباحث از ارزیابی مچ پا (چه در برخورد با زمین و چه برای طراحی ارتز) شروع میشه، و به ویرایش مدل‌هات، ساخت مدل و همینطور ابزارها و الگوریتم‌های نرم‌افزار برای شبیه‌سازی‌ها میرسه. اگر بخوایم در مورد محتوای جلسات مختلف این بخش، دقیق‌تر صحبت کنیم، میشه این مباحث رو اشاره کرد:

• استفاده از نرم افزار اوپن‌سیم برای ارزیابی خطرات وارده بر مچ پا (شبیه سازی برخورد پا به زمین و طراحی ارتز)
• آموزش الگوریتم‌های CMC و RRA
• نحوه‌ی کار ابزار Forward Dynamics
• ویرایش مدل
• چالش راه رفتن دینامیکی
• ساخت مدل

بخشی از سرفصل‌هایی که در مجموع، در این دوره بیان میشن عبارتند از:

• عکس گرفتن از مدل‌های اسکلتی عضلانی و ساخت فیلم‌های پویانمایی
• رسم نمودار و تجزیه و تحلیل نتایج طرح
• مقیاس‌بندی مدل‌های اسکلتی عضلانی اوپن‌سیم
• تجزیه و تحلیل سینماتیک معکوس برای محاسبه‌ی زوایای مفاصل از موقعیت‌های نشان‌گذاری شده 
• تجزیه و تحلیل دینامیک معکوس برای محاسبه‌ی گشتاور مفاصل با استفاده از زوایای مفاصل و نیروهای خارجی
• تجزیه و تحلیل شبیه‌سازی‌های دینامیکی اوپن‌سیم
• طراحی ارتز در اوپن‌سیم
• آشنایی با کنترل‌های ماهیچه‌ای و نیروهای باقی مانده در طول حرکت
• ویرایش انواع مدل‌های موجود در نرم‌افزار اوپن‌سیم
• ساخت انواع مدل‌های اسکلتی-عضلانی در نرم‌افزار اوپن‌سیم
• و البته کلی نکته‌ی دیگه که در کنار این‌ها بیان میشن…